EXTINCIONES MASIVAS - 3 /MASS EXTINCTIONS - 3

Este es el tercer y último de una corta serie de artículos sobre el fascinante asunto de las crisis de biodiversidad que han sacudido nuestro planeta. El público al que, en primera instancia, está destinado, es el alumnado y profesorado de Ciencias de 4ºde ESO y de Bachillerato, al que habitualmente se ha dirigido este blog. Sin embargo, no debería hacer falta añadir que espero sea de interés para otras muchas personas. Cualquier comentario o crítica será bienvenido.

This is the last of a short series of articles about the big biodiversity crisis which has shaken our planet. Its target readers are students and teachers of Upper Secondary - 15-17 year old students. Nevertheless, it can be interesting for much more people. Any comment or criticism will be welcome.

¿Cuántas extinciones masivas ha habido a lo largo de la historia de la Tierra? Actualmente, hay consenso en la comunidad científica acerca de la existencia, en el pasado, de cinco grandes crisis. Sin embargo, algunos científicos admiten también que pudo haber habido otras, especialmente antes de la primera. Dejemos aparte, de momento, la Sexta Extinción, que sería la provocada actualmente por los impactos que las sociedades industriales están ejerciendo sobre la Biosfera. Las cinco extinciones masivas bien documentadas por la ciencia, son las siguientes:

1. Ordovícico final (445 m a aprox.). En ella se ha registrado un rápido e intenso recambio en los grupos y especies que poblaban los océanos. En cuanto a sus posibles causas, se la asocia con grandes cambios climáticos, en concreto con una glaciación que afectó al Hemisferio Sur, y que probablemente llevó a la desaparición, constatada en el registro fósil, de arrecifes y fauna de aguas cálidas.

Un fondo marino ordovícico.

2. Devónico final (380-360 m a). Al parecer, en este lapso de tiempo se dieron varios pulsos de extinción, que afectó a varios grupos, pero principalmente a los moluscos cefalópodos de vida libre (más o menos parecidos a nuestros actuales calamares y sepias) y a los primitivos peces acorazados.

3. Triásico final (200 m a aprox.). Afectó a Ammonoideos, Bivalvos, Gasterópodos, Braquiópodos y Reptiles marinos, suponiendo también el fin de los conodontos en el registro fósil. Sobre sus causas se barajan varias hipótesis. Algunas suponen uno o varios impactos meteoríticos, pero la más aceptada propone la aparición de unas enormes coladas basálticas en el centro de Pangea. El afloramiento y desgasificación del magma llevarían consigo la pérdida de oxígeno (anoxia) y el calentamiento de las aguas marinas.

4. Permotriásico (250 m a aprox.): La más devastadora de todas, pero hasta hace unos años se comprendía menos que la del Cretácico final, pues esta se estudia en sedimentos más recientes, de los que hay más y mejores muestras.

Durante este evento, se extinguieron más del 50% de las familias de animales, y, según ciertas estimaciones, entre el 80% y el 96% de las especies. Esto sugiere intensas y dramáticas causas, sobre las que se han postulado varias hipótesis:

- Un impacto meteorítico. Testigos del mismo podrían ser varios cráteres localizados en el Atlántico Sur y en Australia. Sin embargo, las evidencias no son tan claras como en la extinción cretácica.

- Vulcanismo masivo. De su existencia nos hablan los Siberian traps, inmensas coladas de basalto que corresponden a un intenso flujo de estos materiales a lo largo de la superficie, y durante un período de unos 30 m. a. (entre 260 y 230 m. a. aprox.). Para hacernos una idea de la magnitud de estos pulsos de material caliente, baste saber que una capa sencilla de basalto en el límite Pérmico-Triásico abarca, de muro a techo, unos 600.000 años.

Simpático animalito pérmico.

La secuencia hipotética de acontecimientos al final del Pérmico podría haber sido esta: coladas basálticas siberianas – desgasificación del magma – calentamiento global – deshielo circumpolar – emersión masiva de burbujas de metano, todo ello en un endiablado torbellino de retroalimentación positiva que llevaría a la Biosfera a traspasar el umbral de la crisis. Las últimas etapas de esta secuencia implicarían intensos episodios de lluvia ácida, que producirían la muerte de muchas plantas y animales terrestres. En los océanos, el calentamiento traería consigo una caída en la concentración de oxígeno disuelto y la aparición de condiciones anóxicas en los fondos marinos, que solo permitirían medrar a especies muy resistentes.

5. Cretácico-Terciario (KT, 65 m.a. aprox). Esta extinción masiva ha sido la más investigada, en parte por su repercusión mediática (el fin de los dinosaurios siempre nos ha atraído), y en parte porque, al ser más reciente que las anteriores, se conservan más y mejores materiales para inferir lo que sucedió.

En 1980 apareció en Science un artículo firmado por Luis Álvarez que proponía la siguiente hipótesis causal: hace unos 65 m.a., un asteroide de unos 10 km de diámetro impactó sobre la Tierra. A consecuencia de ello, una nube de polvo se expandió por la atmósfera alrededor de nuestro planeta, interceptando una buena parte de la luz solar. La fotosíntesis en plantas terrestres y plancton marino se redujo enormemente. Esto provocó dos tipos de fenómenos. Por un lado, las redes tróficas, sin productores de materia orgánica, se vinieron abajo. Por otro, las aguas oceánicas sufrieron importantes cambios de pH, salinidad y densidad. Esto llevó a importantes cambios en la dirección e intensidad de las corrientes marinas, con el consiguiente cambio climático en los continentes. Ambas series de fenómenos convergieron en un mismo resultado final: un cambio dramático en la biosfera, con la extinción de muchos grupos de seres vivos y la posterior radiación adaptativa de otros.

¿Hay evidencias empíricas a favor de esta hipótesis? Parece que sí, y muy importantes. Estas son algunas de ellas:

A) En los años posteriores a su formulación, se encontró la huella de un cráter de impacto meteorítico de esta edad, en Cixjulub (Yucatán, Belice) que bien podría haber sido producido por el asteroide “culpable” de la extinción. Esta es, quizá, la prueba más clara a favor del impacto del asteroide.

B) El registro fósil muestra la extinción súbita de comunidades de plancton y otros organismos marinos, en muchos lugares del planeta y con una edad que corresponde justo con el momento del impacto.

C) Con la misma edad, aparecen también cambios abruptos en las ratios de polen, que indican una desaparición brusca de muchas Angiospermas (plantas con flor, fruto y semilla), su sustitución por helechos, que podrían constituir lo que en Ecología se llama “matorral de sustitución”, y el posterior retorno de las Angiospermas, tras el desarrollo de nuevos suelos.

D) En lugares tan alejados como Italia, Canadá, Rusia, Australia y España aparece una fina capa arcillosa enriquecida en Iridio, un elemento escaso en la corteza terrestre, pero muy abundante en ciertos tipos de meteoritos procedentes del cinturón de asteroides. Su edad – la misma en todas las localizaciones – es … la que habéis adivinado.

A pesar de contar con tan poderosas evidencias favorables, esta hipótesis “catastrofista” tiene (no podría ser de otro modo) su alternativa “gradualista”, o menos catastrofista. En esta segunda hipótesis, la extinción fue causada por una sucesión de coladas basálticas, cuya huella geológica son los mantos basálticos del Deccán (India). El afloramiento de cantidades descomunales de magma, que se iría desgasificando, habría proyectado en la atmósfera millones de toneladas de aerosoles, gases sulfurosos, etc Todo este material, al alcanzar la estratosfera, se distribuiría a lo largo y ancho de la atmósfera terrestre, provocando, a partir de ese momento, unas consecuencias similares a las del impacto de un asteroide.

La diferencia más importante, si damos por válida esta segunda hipótesis, es que la extinción sería más gradual. Esto nos proporciona un criterio para decidir, observando el registro fósil, entre las dos posibilidades. Pues bien, el registro fósil no parece lo suficientemente claro al respecto. Para algunos grupos, muestra una desaparición brusca; para otros, por el contrario, más gradual. Llegados a este punto, conviene recordar que ambas hipótesis son perfectamente compatibles. Bien pudiera ser que un período de intenso magmatismo hiciera entrar en crisis a la Biosfera, y que el impacto de un asteroide, un tiempo después, representara la puntilla final

Rubén Nieto.

Recreación artística de un impacto meteorítico.

Vemos el pasado con los ojos del presente / We see our past with today's eyes

Me pregunto hasta qué punto vemos el pasado con las gafas ideológicas que llevamos en el presente. Esta reflexión, leída hace mucho al gran Francisco Anguita (uno de los mejores divulgadores científicos que he conocido), me ronda insistentemente la cabeza a raíz de varias noticias recientes, como estas:

§  - La extinción de los mamuts y otros grandes herbívoros del Pleistoceno habría sido provocada por los primeros cazadores-recolectores humanos.

§  - - En estos primeros grupos, el papel de las mujeres hubiera sido muy similar al de los hombres, tanto en la caza como en la administración de recursos.

§  - El origen de los humanos recientes es más poligénico de lo que se pensaba, Además, neandertales, sapiens, denisovanos y tal vez otras especies, coexistieron durante largo tiempo, llegando a hibridar en repetidas ocasiones.

§  - En la evolución de los seres vivos, la cooperación entre células o individuos es más importante que la competencia.

Es fácil encontrar la huella del actual pensamiento ecologista, feminista y antirracista en las anteriores hipótesis. Esto, en principio, no es negativo. Por el contrario, habría que agradecer a estas corrientes de pensamiento el habernos permitido iluminar con nuevas hipótesis cuestiones tan difíciles  (¿por qué se extinguieron los mamuts?, ¿cómo era la vida de los primeros homininos?, etc.). Sin embargo, me parece que deberíamos extremar la precaución con la influencia de factores externos en la génesis, contraste y evaluación de hipótesis científicas. Seguramente, todas las hipótesis anteriores son interesantes y deben ser contrastadas, en la medida de lo posible. Pero esto no significa que no podamos caer en un error similar al que impregnó la obra de muchos científicos de los siglos XIX y XX, que veían en el pasado sociedades jerárquicas, patriarcales y en armonía con su entorno, todo ello en el marco de una evolución regida por la “ley del más fuerte”, reflejo y justificación, a un tiempo, del capitalismo industrial.

En resumen, la falacia naturalista acecha por doquier. Me parece que no va a ser fácil superarla. Sin embargo, la ciencia – hermosa actividad humana consistente en comprender el mundo en el que vivimos – puede cumplir esta y otras difíciles tareas.

Evolución. ¿Serendipia o Historia de las ideas? / Evolution: Serendipity or History of ideas?

 ¿No os parece que la serendipia está sobrevalorada en el mundo de la divulgación científica? El hallazgo fortuito, la coincidencia, el azar,…, todo ello parece estar detrás de muchos de los grandes descubrimientos científicos, si nos atenemos a los relatos divulgativos. Recuerdo incluso que, hace algunos años, una periodista interesada en la divulgación científica me propuso hacer una serie de programas radiofónicos con este mismo título (Serendipia) y enfoque: la casualidad en la historia de la Ciencia.

El bergantín Beagle  (Wikipedia)

Sinceramente, desconozco la razón de este fenómeno, que parece afectar sobre todo a los periodistas dedicados a la divulgación científica. De la manzana de Newton al sueño de Kekulé, la idea del hallazgo casual que cambia la historia parece demasiado poderosa como para resistirse a ella. El problema es que, sin negar las casualidades, la Ciencia no funciona así. Centrándonos en las teorías científicas, estas se gestan sobre un sustrato empírico, pero también requieren de un ambiente intelectual propicio.

Un ejemplo claro de esto puede encontrarse en la idea de evolución biológica. La aportación de Darwin es, sin duda, extraordinaria, pero hay que situarla en su marco temporal.  Pensemos en Aristóteles. El filósofo griego era también un finísimo observador del medio natural, y disponía de datos empíricos más que suficientes para formular una hipótesis evolutiva sobre el origen de las distintas especies. Entonces, ¿Por qué Darwin y no Aristóteles? Más aún, ¿por qué, en unos pocos decenios, Lamarck, Saint-Hilaire, Humboldt, Von Baer, Hutton, Wallace y una pléyade de pensadores más o menos evolucionistas que aparecen, casi de repente, por toda Europa?

Sintetizando mucho lo que a continuación se expone con algo más de detalle, podemos decir que la idea de cambio evolutivo encontró su sustrato empírico en las características de la enorme biodiversidad descubierta para los europeos por las expediciones científicas de los siglos XVIII y XIX. En cuanto al ambiente intelectual propicio, apareció en esta misma época de la mano de la Revolución Industrial y los vertiginosos cambio sociales, políticos, económicos y tecnológicos que acontecieron. Nada de esto se daba en la Grecia del siglo IV a. C..

Todo esto aparece explicado en el siguiente texto, que escribí hace unos años para el alumnado de la asignatura Cultura Científica de 1º de Bachillerato, y que reproduzco a continuación.

 

Las especies no cambian. Nadie ha visto que de un animal nazca otro de distinta Las especies no cambian. Nadie ha visto que de un animal nazca otro de distinta especie. Los perros siempre engendran perros, y de las semillas de manzana siempre germinan manzanos. Por otro lado, los grabados más antiguos de nuestros antepasados (por ejemplo, los de los antiguos egipcios, con más de 5000 años) muestran animales y plantas idénticos a los actuales.

 Las anteriores palabras podrían haber sido pronunciadas por un científico fijista, como lo eran todos hasta fines del siglo XVIII. El fijismo (los seres vivos no cambian) se basa en el sentido común, por lo que es difícil desmontarlo. Además, la aparente inmutabilidad de las especies se complementaba muy bien con la idea de un planeta muy joven, de solo unos 6000 años de edad, que parecía desprenderse de la interpretación literal de la Biblia.

 A fines del siglo XVIII ya se habían descubierto muchísimos fósiles, y algunos sugerían la existencia en el pasado de organismos muy distintos a los actuales. Algunos de estos fósiles correspondían claramente a animales marinos, pero se encontraban en lo alto de montañas y en regiones muy alejadas del mar. Todo ello podría interpretarse como una prueba de que las especies animales y vegetales cambian con el tiempo, es decir, evolucionan. Sin embargo, no fue así. Desde su mentalidad fijista y creacionista, los científicos de la época buscaron explicaciones que no chocaran con sus ideas. Por ejemplo, el gran paleontólogo francés Cuvier imaginó la historia de la Tierra y de la vida como una sucesión de catástrofes y creaciones sucesivas. En cada catástrofe, asociada a un diluvio, se extinguía toda la fauna. A continuación, Dios creaba una nueva fauna formada por especies nuevas. Cualquier hipótesis era preferible antes que admitir cambios evolutivos.

Charles R. Darwin en su madurez.

 Sin embargo, desde finales del siglo XVIII hasta mediados del XIX, en diferentes países europeos surgieron muchos sabios y científicos que, con más o menos claridad y rigor, empezaron a cuestionarse el fijismo y a proponer la existencia de cambios temporales en los seres vivos. En Francia (Buffon, Lamarck, Saint-Hilaire), Alemania (Humboldt, Von Baer) o Gran Bretaña (Erasmus Darwin, Hutton, Charles Darwin, Wallace), son muchos quienes empiezan a imaginar una Tierra y una vida en continuo cambio desde tiempos que cada vez parecen más remotos. ¿Por qué surge esta corriente de pensamiento de manera aparentemente tan repentina y en tantos países?

 En la época a la que nos referimos, los imperios coloniales europeos están en pleno desarrollo. A los que anteriormente existía (portugués, español, holandés), hay que sumar la acelerada expansión colonial de Gran Bretaña y Francia. Las grandes potencias coloniales, interesadas en engrandecer sus respectivos imperios, financian expediciones científicas de largo alcance: Cook, Malaspina, Bouganville, etc. Los objetivos de estas expediciones eran diversos, aunque siempre dentro del interés colonial: encontrar nuevos recursos que explotar, elaborar mapas de los dominios más remotos, hallar vías de comunicación seguras, etc.

 

Uno de los resultados de estas expediciones fue el hallazgo de una sorprendente y enorme biodiversidad. Los barcos regresaban cargados con cientos y cientos de plantas y animales nunca vistos en Europa hasta el momento. Muchas de estas especies mostraban a adaptaciones a climas y ambientes muy distintos de los europeos, pero, al mismo tiempo, guardaban importantes similitudes con la fauna y flora propias de las metrópolis. Todo ello podía, ciertamente, interpretarse como el resultado de una complicadísima creación divina. Sin embargo, también cabía otra posibilidad: suponer que las especies se habían hecho más diversas conforme tenían que adaptarse a cambios ambientales o colonizar nuevos territorios, es decir, suponer que los seres vivos cambian.

J. B. Monet, caballero de Lamarck

Mientras todo esto sucedía, a finales del siglo XVIII y comienzos del XIX, la historia europea da un vuelco y parece sufrir una vertiginosa aceleración. Acontece la Revolución Industrial. En unos decenios se suceden desarrollos tecnológicos que cambiarán rápidamente la faz de la Tierra, las costumbres y los estilos de vida: la máquina de vapor, el barco de vapor, el ferrocarril, la fotografía, el telégrafo, … En los planos político, económico y social, los cambios son igualmente gigantescos. Se suceden las revoluciones, nuevos regímenes políticos, repúblicas y monarquías constitucionales, migraciones masivas del campo a la ciudad, grandes concentraciones industriales, etc. Aparece una nueva clase social – el proletariado industrial – y un nuevo sistema económico – el capitalismo – toma las riendas del mundo. El viejo mundo se tambalea y cae rápidamente. La idea de cambio penetra todos los ámbitos de la vida.

 No es extraño, pues, que en este momento de la historia europea muchos científicos, de manera independiente, se atrevan a aplicar la idea de cambio a la naturaleza. Los fósiles, la diversidad de plantas y animales a lo largo de los continentes, las semejanzas anatómicas entre organismos separados por océanos y viviendo en climas tan distintos, …. Todo ello comienza a ser examinado desde un punto de vista más dinámico, que acepta la posibilidad de que la Tierra y la vida que esta alberga, cambien progresivamente. En consecuencia, cuando Darwin publica, en 1859, El Origen de las Especies, la aceptación de sus tesis centrales será solo cuestión de unos pocos decenios.